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等离子体渗氮是一种被广泛应用的材料表面改性技术,它具有“效率高”、“节约能源”等优点。本论文采用阳极氮化法对SS2205双相不锈钢进行表面改性。首先讨论渗氮层厚度增加的动力学过程,在气压为500Pa时,420℃保温4h、6h、10h、18h。阳极氮化后,SS2205双相不锈钢表面生成以γN相为基的氮化物层,随着保温时间的延长渗氮层的厚度逐渐增加,γN相逐渐取代原基体的Y和α相。表面显微硬度随着渗氮层的增厚逐渐增大,18h处理后渗氮层显微硬度达到1492.73HVo。05,约为基体的4.5倍。从阳极曲线分析中可知,经低温阳极氮化,双相不锈钢表面的自腐蚀电位提高约0.2V,同时随着保温时间的延长,点蚀电位逐渐升高,而维钝电流密度略有增大。在热力学分析过程中,处理温度为440-500℃,保温4h。渗氮层随着温度的升高明显增厚。在460℃以上,氮化层中有CrN析出,并且随着温度的升高,CrN析出量逐渐增多,导致了周围基体的贫Cr现象,破坏了双相不锈钢的耐蚀性能。使用往复摩擦磨损实验机,在3.5%的NaCl溶液中,对处理前后的SS2205双相不锈钢进行腐蚀磨损实验。载荷为5.7N和9.7N,实验时间为120min,速度为0.033m·s-1。采用三维共聚焦显微镜对轮廓及磨损量进行测量,未经氮化处理的双相不锈钢表面磨损很严重,即使在小载荷下磨痕也很深,并且磨痕两侧出现明显的塑形变形。氮化处理后的双相不锈钢基本没有发生磨损,420℃保温18h氮化样品的磨痕内部甚至高于样品表面,发生明显的黏着。使用扫描电子显微镜对磨痕微观形貌进行观察,未经处理的样品的磨痕内部有明显的犁沟及裂纹,发生了严重的犁削磨损和疲劳磨损,表面黏着大量的黑色腐蚀产物。氮化处理后,双相不锈钢表面生成了均匀的γN相,并且提高了表面硬度,避免了犁削磨损与疲劳磨损的发生,同时表面没有发生明显的腐蚀。